实时多角度立体视觉系统技术方案

本发明专利技术提供了一种实时多角度立体视觉系统，包括：超声波测距阵列、位置信息处理装置、计算机和快门眼镜，其中：超声波测距阵列与位置信息处理装置相连传输超声波的运动距离信息，位置信息处理装置与计算机相连传输左、右眼的位置信息，计算机与快门眼镜相连传输同步控制信息，超声波测距阵列分别与计算机和快门眼镜相连传输超声波。通过计算左、右眼的实时位置信息，得到左、右眼的图像，再利用显示器交替显示左、右眼的图像，并控制快门眼镜同步地遮蔽右、左眼液晶镜片，最终向快门眼镜使用者提供了实时多角度的立体视觉，即快门眼镜使用者的位置和视角发生变化时，不影响立体图像的视觉效果。

Real time multi angle stereo vision system

The present invention provides a real-time multi view stereo vision system, including: ultrasonic array, the position information processing device, computer and shutter glasses, wherein the motion information of distance ultrasonic array and position information processing device is connected with the transmission of ultrasonic wave, the position information processing device is connected with the computer to transmit position information of left and right eye, and computer shutter glasses connected transmission synchronization control information, ultrasonic ranging array are respectively connected with the computer and shutter glasses connected to the ultrasonic transmission. Through the calculation of real-time location information of left and right, left and right eye image, then use the display image display alternating left and right eye, and control the shutter glasses hidden right and left synchronization of liquid crystal lens, shutter glasses to final users real-time multi view stereo vision, the shutter glasses user's location and Perspective change, does not affect the stereo image visual effect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种液晶
的系统，具体是一种实时多角度立体视觉系统。
技术介绍
人类能够看到立体的景物，是因为我们的左、右眼之间有一定的距离，这造成了景物的影像在左、右眼中有一些差异，人类的大脑能够将双眼的图像融合，从而产生立体视觉效果。由于计算机的显示器是平面的，直接观看时，不能在大脑中形成立体视觉。目前，较为普遍的实现方式是通过快门眼镜(ShutterGlass)来观看。快门眼镜有两个液晶镜片，可以控制液晶镜片不透明或者透明，即同一时刻，一个镜片不透明，另一个镜片透明。不透明镜片后的眼睛看不到图像，只有透明镜片后的眼睛能看到图像。当左、右眼的图像快速交替显示在显示器上，同步配合快门眼镜，即当左眼图像显示在显示器上时，使得左眼镜片透明，让左眼看到图像，同时使得右眼镜片不透明，遮蔽右眼图像；当右眼图像显示在显示器上时，使得右眼镜片透明，让右眼看到图像，同时使得左眼镜片不透明，遮蔽左眼图像。因为人眼有视觉暂留的生理特征，当左右眼图像交替足够快时，就能形成立体视觉。 经过对现有相关技术文献检索发现，陈芳在时分式液晶立体眼镜的工作原理及使用要点一文中所述的时分式液晶眼镜即快门眼镜，该系统通过立体驱动器发射红外线控制液晶眼镜左右镜片的状态和显示器的画面同步切换，使得左眼只看到左眼应该看到的影像，右眼只看到右眼应该看到的影像。在同步信号连续不断的控制下，快门眼镜即可模仿人眼看图像时真实的状况，再加上人眼的视觉暂留生理特征，就能够看到逼真的立体影像。但该系统中，快门眼镜使用者只有从正前方观察显示器时才能得到立体图像，即观察的角度必须相对固定。如果快门眼镜使用者的位置和视角发生变化，原先的图像会产生失真，这极大影响了快门眼镜使用的效果。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的缺点，提出一种实时多角度立体视觉系统，使得快 门眼镜使用者在能看到显示器的范围内进行位置和视角移动时，都能实时观察到不失真的 立体图像。 本专利技术是通过以下技术方案实现的 本专利技术包括计算机、位置信息处理装置、超声波测距阵列和快门眼镜，其中超 声波测距阵列与位置信息处理装置相连传输超声波的运动距离信息，位置信息处理装置与 计算机相连传输左、右眼的位置信息，计算机与快门眼镜相连传输同步控制信息，超声波测 距阵列分别与计算机和快门眼镜相连传输超声波信息。 所述的超声波测距阵列包括两个超声波发射器和三个超声波接收器，其中两 个超声波发射器分别设置在快门眼镜的左右两侧发射超声波，三个超声波接收器分别设置 在计算机显示器的任意三个顶角处接收超声波，位置信息处理装置与超声波接收器相连传输各个超声波发射器到各个超声波接收器之间的距离信息。 超声波测距阵列负责实时提供两个超声波发射器到三个超声波接收器之间的距 离信息，位置信息处理装置通过处理来自超声波测距阵列的超声波发射器与超声波接收器 间的距离信息计算得出左、右眼的位置信息，计算机通过接收位置信息处理装置提供的左、 右眼的位置信息绘制左、右眼的图像并由计算机显示器进行输出显示，计算机同时控制快 门眼镜同步遮蔽右、左眼液晶镜片，即计算机显示器显示左眼图像的时候，只有左眼能看 见；显示右眼图像的时候，只有右眼能看见。这样利用人眼的视觉暂留特征，当左右眼图像 交替足够快时，就形成了立体视觉。当快门眼镜使用者的位置和视角发生变化时，相应的 左、右眼位置信息也会发生变化，从而左、右眼图像也相应发生变化，因此只要在使用者能 看到显示器的范围内，都能实时观察到不失真的立体图像。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是通过计算左、右眼的实时位置信息，得到 左、右眼的图像，再利用计算机显示器交替显示左、右眼的图像，并控制快门眼镜同步地遮 蔽右、左眼液晶镜片，最终向快门眼镜使用者提供了实时多角度的立体视觉，即快门眼镜使 用者的位置和视角发生变化时，不影响立体图像的视觉效果。附图说明 图1是实施例的系统框图； 图2是实施例中超声波测距阵列的连接示意图； 图3是实施例中位置信息处理装置设定的坐标系； 图4是实施例中快门眼镜左眼观察到的图像； 图5是实施例中快门眼镜右眼观察到的图像。 具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的系统进一步描述，本专利技术在以本专利技术技术方案为前提下 进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的 实施例。 如图1所示，本实施例包括计算机1、位置信息处理装置2、超声波测距阵列3和 快门眼镜4，其中超声波测距阵列3与位置信息处理装置2相连传输超声波的运动距离信 息，位置信息处理装置2与计算机1相连传输左、右眼的位置信息，计算机1与快门眼镜4 相连传输同步控制信息，超声波测距阵列3分别与计算机1和快门眼镜4相连传输超声波。 所述的计算机1包括主机5和显示器6，其中位置信息处理装置2与主机5相 连传输左、右眼的位置信息，主机5与显示器6相连传输左、右眼图像信息，主机5与快门眼 镜4相连传输同步控制信息。 所述的超声波测距阵列3包括两个超声波发射器7和三个超声波接收器8，其 中两个超声波发射器7分别设置在快门眼镜4的左右两侧，三个超声波接收器8分别设置 在显示器6的左上角、右上角和左下角，位置信息处理装置2与超声波接收器8相连传输各 个超声波发射器7到各个超声波接收器8之间的距离信息，每个超声波发射器7会实时向 三个超声波接收器8发射超声波，每个超声波接收器8会接收来自两个超声波发射器7发 射出的超声波。 如图2所示，本实施例中超声波测距阵列3的连接示意，令第一超声波发射器T1位于眼镜左边，第二超声波发射器T2位于眼镜右边，第一超声波接收器Rl位于显示器左上 角，第二超声波接收器R2位于显示器右上角，第三超声波接收器R3位于显示器左下角，通 过测量超声波从超声波发射器Ti发射到超声波接收器Rj所经过的时间，可得出超声波发 射器Ti到超声波接收器Rj之间的距离d，,.，计算公式如下<formula>formula see original document page 5</formula> 其中i取1和2， j取1、2和3，V代表超声波在空气中传播的速度，t，j代表超声 波从超声波发射器Ti到超声波接收器Rj所经历的时间，本实施例中计算得到六个不同意 乂白勺距尚f曰息dnRi、 dnR2、 d，3、 d環i、 d環2和d環30 如图3所示，为了得到左、右眼的位置信息，以超声波接收器R1和R2的连线为x 轴，超声波接收器Rl和R3的连线为y轴，Rl垂直显示器6的方向为z轴，Rl为坐标原点， Rl到R2的方向为x轴正方向，Rl到R3的方向为y轴正方向，R1垂直显示器向外的方向为 z轴正方向来建立直角坐标系，其中Rl和R2的距离为W，R1和R3的距离为H。根据超声波 测距阵列3给出的六个距离信息d，j，可以求出超声波发射器Tl的坐标(Xl，yi，Zl)和超声 波发射器T2的坐标(x2， y2， z2)，计算公式如下<formula>formula see original document page 5</formula> 然后根据实际情况对左、右眼的原始坐标进行变换得到左、右眼的位置坐标信息。 本实施例使用图形应用编本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时多角度立体视觉系统，其特征在于，包括：超声波测距阵列、位置信息处理装置、计算机和快门眼镜，其中：超声波测距阵列与位置信息处理装置相连传输超声波的运动距离信息，位置信息处理装置与计算机相连传输左、右眼的位置信息，计算机与快门眼镜相连传输同步控制信息，超声波测距阵列分别与计算机和快门眼镜相连传输超声波信息。

【技术特征摘要】
一种实时多角度立体视觉系统，其特征在于，包括超声波测距阵列、位置信息处理装置、计算机和快门眼镜，其中超声波测距阵列与位置信息处理装置相连传输超声波的运动距离信息，位置信息处理装置与计算机相连传输左、右眼的位置信息，计算机与快门眼镜相连传输同步控制信息，超声波测距阵列分别与计算机和快门眼镜相连传输超声波信息。2. 根据权利要求1所述的实时多...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，曹虎林，徐盛，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]